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文、圖/田思齊提供
高瞻遠屬 擘劃新世代產業關鍵技術的先行者

專訪李森墉特聘教授(63級)



李森墉老師是成大機械系63級系友,美國紐約州立大學水牛城分校工程科學系博士,曾任機械系主任,現為成大特聘教授。憑藉其深厚的學養與工程實務經驗,李老師不但曾經榮獲李國鼎研究金質獎章及中國工程師學會傑出工程教授獎,更屢任重大產學研究計畫總主持人。在節能風扇、智慧型電動腳踏車、超精密定位、三維噴印上李老師所帶領的團隊均擁有具全球競爭力或領先之技術。仲夏的午後,在微風拂面下伴者一盞清茶,且聽李老師娓娓道來其對學界如何與產業發展共進的看法。 

正本清源 確立學界在產業發展上的角色定位李老師認為大學設立工學院的目的,除了培育人才外有二,其一是幫忙解決產業界當前遇到的問題,其二是發展未來的科技。若是定位為技術型大學,則應增加前述第一個目的的比重;反之,若是定位為研究型大學,則應增加前述第二個目的的比重。 

團隊合作 共創研究能量的廣度與深度探究目前產業界與學術界互動較少的現象,李老師認為原因有: ()雙方互信基礎不足: 產業界擔心技術會經由學術界流入競爭對手。()產業界在技術研發上投資不足,對學術界研究所得之智慧財產權不夠尊重。()學術界本身有解決實務問題之經驗的教授比例偏低。()產業界往往希望能在彈指之間解決它的問題,學術界則須要一段的研究時間。針對以上問題,李老師主張要建立完善的合約制度以防止產學雙方對合作技術外流的疑慮。此外,亦應提高學術界與業界間的交流提升彼此對先進與未來技術願景的認知進而建立雙方的合作研究團隊與研究方向。一般而言,個人的研究很難有高深的研究成果。縱使有成果,要將研究成果產品化的可能性也不高。建立研究團隊並與業界互動,是提升研究水準並將研究成果產品化的好方法。而所謂研究團隊並非只是分工合作。成功的研究團隊是要藉由互相的腦力激盪,終而能無中生有,成功的建立研究願景。尤其是跨領域的研究團隊,更能築起研究技術的高牆。李老師鼓勵新進教師加入產學計畫的研究團隊,以建立有效的研究成果傳承。 

洞察產業需求 建立正確的關鍵技術發展脈絡李老師談到:如人類要能在地球上永續生存,那麼糧食、能源、環保必然為長遠的重要議題。此外,文明的進化在於資訊的交流。在機械領域,將產品微小化、精密化、行動化的技術則可提升人類文明資訊的交流能力。因此,李老師在規劃研究思維時總會以這些議題為本,並審慎建構各個關鍵技術的發展脈絡。以電動車發展為例,李老師最初的動機源自鑒於傳統的房車動輒1500公斤以上,承載人員的重量則約在50~300公斤間,其使用率上實在太不經濟。若要成功實現電動車的產業,兩個關鍵點便是減輕車體重量與增加馬達扭矩。談到減輕車體重量首先會想到以輕金屬取代鋼材,而這又牽涉到材料強度與耐疲勞的問題。為此,李老師提出了三維金屬噴印的概念。正當別人質疑三維金屬噴印結構的強度時,李老師早已看見其中的關鍵在於金屬粉末的大小,亦即減小金屬粉末的大小到一相當尺寸,才能使彼此緻密的結合以提高噴印結構的強度。另一方面,亦可將微小粉末的技術用於磁鐵材料的製造上,以提升磁鐵的磁力強度降低馬達重量提高馬達扭矩。目前,其研究團隊成功的布局20微米的金屬粉末製程技術,更預告三維金屬噴印在未來產業中將扮演舉足輕重的角色。當然,三維噴印除了粉末的微小化外,如何提高噴印機台的尺寸與精度將直接影響生產速度,以及可生產成品之尺寸與幾何複雜度。為此,李老師的研究團隊亦早已投入同動控制與長行程奈米級精密定位的研究。由此觀之,一個個如何實現未來產業的關鍵技術早已環環相扣,存在於李老師規畫的研究主題之初。 

改變教育內容培養工程素養完備的新一代學生由於創新能力是未來學生競爭力的主軸,李老師認為我們應教育學生們期許自己在這輩子要有成功的創新,並培養他們創新的能力。目前各大學之工學院均將實作課程列入教學重點項目,這與李老師的理念可謂不謀而合。李老師十多年前擔任系主任時即在現有機械工廠之外增設創意工廠。其目的便是希望當同學有好的構想時,不必受限於機械工廠為因應教學而缺乏彈性的使用時段,而能立即在創意工廠實現。此外,李老師認為既然創新研究是重要議題,那麼學生動手能力的建立與確認研究成品的量測技術之課程安排,將有助於學生面對產業技術的發展。